用國產(chǎn)碟式離心機分離回收大豆?jié)饪s磷脂的方法
技術(shù)支持
磷脂是含磷酸及有機堿性物的復(fù)合脂類，是由甘油、脂肪酸、磷酸、氨基醇（膽堿或膽銨）所組成的脂。主要由磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇組成。
磷脂有強烈的親水性，遇水先膨脹成膠狀，然后成乳膠體。因而水化法被廣泛應(yīng)用于油脂脫磷（即脫膠）。
采用國產(chǎn)碟式離心機進行水化脫磷的應(yīng)用在國內(nèi)已有近十年的歷史，但由于用于脫磷的碟式離心機導(dǎo)入了沖洗水，粗磷脂含水過高，難于濃縮，或不通入沖洗水，但以加大水化水量來彌補因不加沖洗水而失去的“液封”。但粗磷脂含水量仍然太高，給濃縮帶來困難。致使國內(nèi)的油脂專家大多認為：用碟式離心機分離的粗磷脂不利于回收。而管式離心機因其分離的粗磷脂干稠、易回收，而成為優(yōu)于碟式離心機的 長處。
近年來，國內(nèi)磷脂的需求不斷擴大，但目前能夠出售濃縮磷脂的只有少數(shù)幾家油廠，其主要原因有兩方面：一是采用碟式離心機連續(xù)脫磷的廠家難于回收濃縮磷脂，大多白白放掉；二是磷脂濃縮操作不易控制。生產(chǎn)很不穩(wěn)定。
在對國內(nèi)外有關(guān)資料研究和對國產(chǎn)碟式離心機結(jié)構(gòu)性能全面分析后，采用不加沖洗水，調(diào)節(jié)水化水量和離心機背壓的方法，獲得成功。實現(xiàn)了用國產(chǎn)碟式離心機分離和磷脂濃縮機（即薄膜蒸發(fā)器）一次真空濃縮回收大豆?jié)饪s磷脂。在植物油精煉技術(shù)提高到廣泛采用碟式離心機連續(xù)化生產(chǎn)程度的 ，這一方法的推廣應(yīng)用具有一定的社會效益和經(jīng)濟效益。
1 工藝流程及簡述
毛油從原料罐泵入車間，經(jīng)安全過濾器及計量后進入毛油貯罐，然后泵入板式換熱器，預(yù)熱至60～70℃，再進入水化器，與熱水罐出來的經(jīng)定量后的熱水（80～90℃）充分攪拌進行水化作用，然后進入碟式離心機進行離心分離，輕相出來的油去水洗、干燥即得二級油。重相出來的粗磷脂進入粗磷脂貯罐，然后泵入粗磷脂高位罐，用調(diào)速泵沿切向注入磷脂濃縮機，借旋轉(zhuǎn)著的刮板，使粗磷脂成薄膜狀均勻分布在濃縮機的內(nèi)壁面，水分迅速汽化，磷脂在重力作用下往下滑落，濃縮后的磷脂泵入成品磷脂貯罐，再裝桶運走。
2 碟式離心機的操作調(diào)整
在實驗過程中采用國產(chǎn)碟式離心機，是一種全封閉連續(xù)進卸料形式的離心機，此機轉(zhuǎn)鼓中引進了沖洗水。
調(diào)整前，按常規(guī)操作，通入沖洗水，水化水量為磷脂含量的2～3.5倍，約為油量的6%，背壓為0.1MPa則其重相粗磷脂測得含水在90%以上，用磷脂濃縮機無法濃縮成合格的磷脂產(chǎn)品。
要想得到粗磷脂組分為水50%、磷脂30%、油20%的典型組分，就不能通入沖洗水并減少水化水量。
2.1 關(guān)于沖洗水
沖洗水的主要作用在于沖走轉(zhuǎn)鼓壁上的渣滓，如果水化水量適當和水化作用完全，從離心機可以連續(xù)流出清澈的豆油和暗黃色至褐色質(zhì)實的膠渣且滑動性極好，因此沖洗水對于脫磷來說，并無意義。沖洗水的另一作用，是能沿轉(zhuǎn)鼓壁形成一層“液封”，使輕相壓力便于調(diào)節(jié)，不致因提高輕相出口背壓而將油壓向碟片外緣被重相帶走。那么對于脫磷來說，恰好需要重相的含油量增加，國產(chǎn)碟式離心機通常分離磷脂時重相含油一般為15%左右，而適合進行連續(xù)磷脂濃縮的粗磷脂含油以20%為好。因此，不加沖洗水是可行的。
2.2 關(guān)于水化加水量
美國大豆協(xié)會建議：適當?shù)募铀客ǔ?yīng)相當于大豆油所含磷脂的75%，如果豆油含有2%的磷脂，則水添加量需要在1.5%左右。測得豆油含磷脂在1.35%～1.9%，加水量控制在油重的2%，結(jié)果情況十分滿意，粗磷脂呈暗黃色或褐色連續(xù)從重相流出，輕相二級豆油的280℃加熱試驗全部合格。
2.3 關(guān)于輕相背壓
適當提高輕相背壓，可使重相的粗磷脂含油增加，將背壓提高到0.15～0.18MPa左右，使含油量接近20%。下表為不同操作條件下粗磷脂的各項組分：
項目 | 樣品1 | 樣品2 | 樣品3 | 樣品4 | 樣品5 | |
操作條件 | 沖洗水 | 60L/h | 不加 | 不加 | 不加 | 不加 |
水化水量 | 2 | ＞2 | 2 | 2 | 2 | |
背壓（MPa） | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.15 | 0.18 | |
粗磷脂各項組分 | 含水（%） | 59.25 | 59.60 | 43.90 | 40.54 | 50.64 |
丙酮不溶物（%） | 23.68 | 22.49 | 39.33 | 36.90 | 27.66 | |
乙醚不溶物（%） | 2.12 | 2.80 | 1.13 | 1.39 | 3.82 | |
含油（%） | 14.95 | 15.11 | 15.65 | 21.17 | 21.70 | |
由上表可見，在不通入沖洗水的情況下，控制水化水量為2%，背壓0.15～0.18MPa時，粗磷脂的各項組分適合進行連續(xù)真空濃縮。在上述操作條件下，離心機累計運行48小時以上無異?，F(xiàn)象。但鑒于國產(chǎn)碟式離心機的性能，仍建議在開、停車時，通入沖洗水，開車正常后即可停止通入沖洗水，直到停車時，通入沖洗水，將留在離心機內(nèi)的膠渣沖走。
3 磷脂濃縮的操作要點
卵磷脂是一種典型的兩性電解質(zhì)，分子中一部分親水，一部分親油。因此磷脂、油、水可以形成穩(wěn)定的乳膠體。當含水大于20%時，具有一定的流動性，但含水在5%～10%時，粘度很大，幾乎是不流動的，此時正是卵磷脂以親水為主向親油為主轉(zhuǎn)化的過程，當含水小于5%時，粘度很小，流動性極好。
因此磷脂濃縮的關(guān)鍵在于依靠磷脂濃縮機越過水分含量5%～10%這個點，可使?jié)饪s機出口濃縮磷脂含水＜5%。
開車前，必須先檢查磷脂濃縮機的進出物斜管路是否暢通，若有堵料，用稀料或水在系統(tǒng)內(nèi)運行至暢通。然后拉真空至0.096MPa，濃縮機內(nèi)通入0.05MPa的間接蒸汽數(shù)分鐘，同時開啟濃縮機的攪拌器。
開啟調(diào)速齒輪泵以70～120kg/h的流量（與離心機重相出口流量持平）將粗磷脂沿切向注入磷脂濃縮機，同時將間接蒸汽由0.05MPa加大至0.2～0.25MPa， 不能超過0.3MPa，否則易造成在濃縮機內(nèi)壁面的磷脂焦化。數(shù)分鐘后觀察溫度是否穩(wěn)定在100～110℃，同時觀察濃縮機卸料管的玻璃視鏡，濃縮磷脂呈流態(tài)流出即為正常。若有大塊磷脂流出，應(yīng)立即關(guān)小或停止進料。
如果已造成濃縮機出料口堵塞或濃縮機內(nèi)壁面磷脂焦化引起過載跳閘，應(yīng)立即停止進料，并向濃縮機注入適量稀料（含水較高的粗磷脂），靜止浸泡數(shù)小時。粗磷脂因微生物作用很快發(fā)酵變稀，猶如稀飯發(fā)餿一樣，從濃縮機中“瀉”下來。然后用清水在系統(tǒng)內(nèi)運行一次，便可重新啟用。
濃縮磷脂從濃縮機流出，貯存在接受器內(nèi)，約1h后，關(guān)閉接受器的承接管，破真空，用螺桿泵將成品磷脂送至成品貯罐。在裝桶前，為方便運輸，可在成品磷脂中加入2%～5%的二級豆油與脂肪酸的混合液，攪拌，即可得到可傾倒的流動性濃縮磷脂。
4 結(jié)語
采用國產(chǎn)碟式離心機分離和磷脂濃縮機連續(xù)真空濃縮大豆磷脂的方法，成品磷脂含水1.36，丙酮不溶物73.72%，乙醚不溶物0.30%，含油24.62%，達到了 標準（含水＜5%，丙酮不溶物＞60%，乙醚不溶物＜0.4%），并且生產(chǎn)的二級豆油也全部合格。說明這種方法是完全可行的，它消除了人們對碟式離心機分離磷脂難于利用的顧慮，也使磷脂濃縮工藝簡單化（不需兩次濃縮），便于操作控制。
